最优化问题的蚁群混合差分进化算法研究

 在最优化问题求解中,针对采用混合差分进化算法中突变运算的不同选择产生结果存在较大差异,同时提高算法收敛速度与避免早熟,提出在混合差分进化法中,使用蚁群算法进行选择适当的突变运算,加速搜寻全局解,并通过中国旅行商问题的求解表明其有效性。     

一种基于差分进化和灰狼算法的混合优化算法

针对差分进化易陷入局部最优和灰狼算法易早熟停滞的缺点,提出了一种基于差分进化(DE)算法和灰狼(GWO)算法的混合优化算法(DEGWO)。该算法利用差分进化的变异、选择算子维持种群的多样性,然后引入灰狼算法与差分进化的交叉、选择算子进行全局搜索。在整个寻优过程中,反复迭代渐进收敛。选取此3个测试函数进行仿真验证,结果表明,混合优化算法相比于DE算法和GWO算法,其求解精度、收敛速度、搜索能力都有了显著提高。     

基于量子差分进化算法的神经网络优化方法

一般的神经网络的结构是固定的,在实际应用中容易造成冗余连接和高计算成本。该文采用了协同量子差分进化算法(cooperative quantum differential evolution algo-rithm,CQGADE)以同时优化神经网络的结构和参数,即采用量子遗传算法(quantum genetic algorithm,QGA)来优化神经网络的结构和隐层节点数,采用差分算法来优化神经网络的权值。训练后的神经网络的连接开关能有效删除冗余连接,算法的量子概率幅编码和协同机制可以提高神经网络的学习效率、逼近精度和泛化能力。仿真实验结果表明:用训练后的神经网络预测太阳黑子和蒸汽透平流量具有更好的预测精度和鲁棒性。     

试井曲线自动拟合方法研究

利用导数方法对样板曲线进行自动拟合是试井分析中常用的一种方法,但其解释结果不惟一是常见现象。证明了试井曲线自动拟合的一阶或二阶导数方法都是Newton Raphson迭代法,并利用分形理论解释了自动拟合导数法产生多解或无解的原因。针对存在多解的现实,提出了一种利用均匀试验设计表计算多组全局最优解的有效算法,并通过计算实例验证了理论的合理性和算法的有效性。实例计算结果表明,水平井资料的多解现象比直井严重。     

基于互补变异算子的自适应差分进化算法

在参数自适应的差分进化算法的基础上,同时采用DE/rand/1和DE/best/2两种具有互补特性的差分变异算子,提出了多种采用不同分配策略的新型差分变异算法.2种变异算子的分配分别采用随机分配、基于种群规模的单调分配、适应性随机分配以及基于种群规模的适应性分配4种策略.基于标准测试函数的数值优化结果表明:双变异模式的自适应差分进化算法总体上明显优于2种标准DE算法.在4种分配策略中,单调分配策略效果最佳.所提出的DE算法利用了DE/rand/1型变异在保持种群多样性方面的优势,并继承了DE/best/2型变异局部收敛速度快的优点,较好地实现了探索与利用的平衡,而且需要人工调节的参数较少,便于在实际中使用.     

基于差分进化算法下肢康复机构的优化设计

文章针对基于运动轨迹的单自由度下肢康复机器人存在的足部踏板速度突变问题,提出一种平面连杆机构尺度综合的优化方法。对下肢康复机构进行运动学分析,建立正逆解的数学模型,构建机构的凸轮曲线与足部轨迹的运动学关系;采用差分进化算法对下肢康复机构进行尺度综合分析,通过构造优化目标函数优化模型中的各参数,得到一组机构参数的最优解。优化结果表明,采用差分进化算法优化后,可以降低下肢康复机构足部踏板的速度突变,提高装置的稳定性,同时保证足部步态轨迹与正常步态轨迹基本重合。研究结果表明,该优化方法可以为下肢偏瘫患者提供科学的康复训练轨迹,有助于其康复训练。最后,文章提出一种基于层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)的下肢功能康复评估指标体系,并建立一种以综合指标为基础的评估方法,该指标能够真实地反映患者在康复过程中的训练效率,使康复训练方式的选择更加科学、高效,更好地满足患者的康复需求。     

基于多种群的自适应差分进化算法

在分析了经典和改进变异操作算子的属性以及种群统计信息的基础上,按照个体适应度的差异,将个体分成不同的子种群并针对不同的个体适应度值,采用不同的变异算子,以保证在加快算法收敛速度的同时有效地跳出局部极值点.在参考经验值的基础上,加以自适应调整,使算法达到全局搜索能力与局部搜索能力的平衡.针对13个标准测试函数的仿真实验结果表明,所提出的算法与其他算法相比较具有较好的效果.     

基于差分进化算法的神经网络优化设计

【目的】研究解决传统神经网络手动设计网络结构的局限性,并探究差分进化算法对神经网络优化的有效性。【方法】提出了一种基于差分进化算法的多层前馈神经网络的优化设计方案,用以同时完成神经网络的权值空间和网络结构空间的搜索,给出不同场景下的最优网络结构。该算法采用（1+1）-ES二元进化策略,使用一种新的网络结构交叉和变异方法,通过双种群结构共同进化及自适应变异率等策略加快网络结构的搜索以及算法的收敛。【结果】在预测、分类等问题中,基于差分进化算法的神经网络优化设计能够较好地搜索到最优的神经网络结构,并与传统的BP神经网络以及经典的预测分类算法进行比较,实验结果具有较强的鲁棒性。【结论】基于差分进化算法的神经网络优化设计是解决网络结构寻优问题的有效方法。     

解高维复杂函数优化问题的混合差分进化算法

鉴于传统方法用于高维复杂函数优化很容易陷入局部极小,为此提出了一类通用、易实现、具有全局优化特性的混合优化算法（CHADE算法）．该算法将混沌优化的随机性与差分进化算法（DE算法）相结合,利用混沌扰动算子增强算法的局部搜索能力;同时,随着搜索过程的进行随机地调整缩放因子和差分进化模式．多个典型高维复杂函数的数值仿真结果表明：CHADE算法寻优效率高、收敛速度快,尤其是具有避免局部极小的能力,其优化性能优于单一的DE算法．     

基于择优学习策略的差分进化算法

传统的差分进化算法在个体变异方面只是利用了随机个体和最优个体的信息.由于选用个体的随机性,导致其搜索效率比较低并且有可能找不到最优解,为此,提出了基于择优学习策略的差分进化算法.该算法选择性地利用种群中比较优秀的个体的信息,克服种群进化过程中的盲目性,增强了搜索能力.通过对多个具有不同特性的标准测试函数进行测试研究,结果表明该方法可以明显减少迭代次数,提高计算效率.     

一类自适应的差分演化算法

介绍了差分演化算法常用的五个版本和一种自适应技术,并给出了五个自适应的差分演化算法.并试验研究了各自适应差分演化算法在欺骗问题上的表现,还分析了自适应差分演化算法的性能.     

泛函微分方程解的唯一性和渐近性

泛函微分方程的渐进理论作为泛函微分方程定性理论的一部分,在最近30年有了迅速的发展,广泛的应用背景是促使这一理论迅速发展的基础.本文结合时滞泛函微分方程的研究现状,对泛函微分方程解的唯一性和渐进性问题进行了分析.     

基于微分进化的钢水温度预报混合模型

针对LF冶炼过程钢水温度预报问题对机理模型进行了分析.将基于微分进化的BP网络引入混合模型,以确定模型中难以准确获得的参数,建立了基于微分进化的钢水温度混合预报模型.模型通过适当时刻变异因子的随机选取和重复进行种群个体初始化的方法,对微分进化算法进行了改进,有效解决了BP网络训练的困难,避免了算法早熟.实验结果表明,混合模型具有较好的预测结果,基本满足了实际生产的需要.     

一种仿生优化方法—微粒群算法

介绍了一种新的仿生优化算法—微粒群算法。与传统的优化算法相比,微粒群算法在全局优化性能等多方面具有相当的优越性。     

一个基于遗传算法的TSP问题解决方案

介绍了遗传算法的基本思想、TSP问题及其应用.基于经典的遗传算法思想,在一个解决TSP问题方案的基础上提出了改进方案.从问题的解决中可以看到,利用遗传算法解决实际问题,主要依赖于问题的编码以及遗传操作算子.     

基于差分型思维进化算法的受限广义预测控制

针对广义预测控制(GPC)的滚动优化对受限控制量求解的复杂性,笔者提出一种基于差分型思维进化算法的受限广义预测控制方法(DMEAGPC)。用差分型思维进化算法处理带约束的非线性优化问题,以此作为滚动优化策略,求得最优控制律。并将该算法应用于电厂再热汽温系统,仿真结果验证了该算法的有效性和可靠性。     

页岩油压裂水平井变导流能力试井模型研究

致密油气、页岩油气等非常规油气资源由于其储层渗透率低,在开采过程中往往采用水平井多级压裂技术来提高单井产量,实现经济开采.基于渗流力学,建立了考虑应力敏感、变裂缝导流能力的裂缝性油气藏多段压裂水平井试井数学模型,通过Laplace和Fourier变换等方法求得模型在Laplace空间下的无因次井底压力解;用Stehfe...     

一种基于Hu不变矩的匹配演化算法

提出了一种基于Hu不变矩的匹配演化算法.该算法利用一种新的演化搜索策略取代传统的遍历搜索策略,将Hu不变矩特征融入演化适应函数.首先通过演化策略,产生多个搜索子图;然后计算待识别搜索子图与模板图像的不变矩特征值,用欧氏距离衡量两者的相似度;最后通过演化策略产生新的搜索子图,用该搜索子图淘汰种群中适应函数值最大的搜索子图.实验结果表明该算法具有较高的效率和鲁棒性.     

双洞型碳酸盐岩油藏试井分析研究

基于弹性理论和达西定律,针对双洞缝型碳酸盐岩油藏进行理论分析,建立了简化的试井模型,通过Laplace变换与逆变换的方法求得井底压力表达式,并对影响压力特征曲线的主要因素进行分析,结果表明：地下原油粘度主要影响压力曲线和压力导数曲线早期直线段的长短;溶洞体积相对大小主要影响压力曲线和压力导数中期下凹段的凹曲幅度;裂缝渗透率主要影响压力曲线的早期直线段斜率和压力导数曲线的截距大小。     

基于CNF权重学习求解3-SAT问题的进化算法

SAT（Satisfiability）可满足性问题研究具有很广的应用价值,是计算机和人工智能领域内的一个重要问题,也是第一个被证明为NP完全的问题。随着对SAT问题的深入研究,已经提出了很多高效的算法,其中随机算法（WalkSAT）、进化算法等启发式算法是今年来研究的热点。进化算法是遗传算法的一种,通过对生物组织进化的学习,形成的一种高效算法。针对CNF（Coniecture Normal Formula）权重和生物进化算法相结合,提出一种有效求解难SAT问题的不完全算法WOSAT．